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DE4439428A1 - Verfahren zur Herstellung von leichten, anorganischen Isolierwerkstoffen und Isolierwerkstoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von leichten, anorganischen Isolierwerkstoffen und Isolierwerkstoff

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DE4439428A1
DE4439428A1 DE4439428A DE4439428A DE4439428A1 DE 4439428 A1 DE4439428 A1 DE 4439428A1 DE 4439428 A DE4439428 A DE 4439428A DE 4439428 A DE4439428 A DE 4439428A DE 4439428 A1 DE4439428 A1 DE 4439428A1
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DE
Germany
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binder
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solids
inorganic
weight
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Withdrawn
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DE4439428A
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Inventor
Peter Dr Randel
Stefan Dipl Ing Rump
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Willich Daemmstoffe & Isoliers
Original Assignee
Willich Daemmstoffe & Isoliers
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Publication date
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    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/24Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing alkyl, ammonium or metal silicates; containing silica sols
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/50Mixing liquids with solids
    • B01F23/59Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von leichten, anorganischen Isolierwerkstoffen durch Mischen von amorphen Feststoffen, Füllstoffen auf Basis Perlite und einem Bindemittel, Verdichten des Gemisches und Weiterverarbeiten desselben. Die Erfindung betrifft außerdem einen Formkörper aus einem Isolierwerkstoff, der aus einem leichten, anorgani­ schen Füllstoff und einem Bindemittel zusammengemischt und im feuchten Zustand geformt ist. Schließlich betrifft die Erfin­ dung eine Anlage zur Herstellung eines aus mehreren Komponen­ ten und einem flüssigen Bindemittel bestehenden Isolierwerk­ stoffes, die über Vorratsbehälter für die festen Komponenten, Tanks für das Bindemittel, einen Mischer und eine Form für das feuchte Gemisch verfügt.
Es ist bekannt, anorganische Formkörper geringer Dichte durch Aufschäumen einer Mischung als Alkalisilikat und einer steinbildenden Komponente sowie einem Treibmittel bzw. durch Zugabe mikroporöser Füllstoffe herzustellen. Solche Verfahren werden in der EP-A2 0 417 583, EP-P1 0 148 280 und in der EP-B1 0 199 941 beschrieben. Die Formmasse enthält eine Alka­ lisilikatlösung, Füllstoffe, Schäummittel und einen mit der Alkalisilikatlösung reagierenden Feststoff, der als wenig­ stens teilweise amorphes, pulverförmiges Alumosilikat mit Gehalten von amorphen Siliciumdioxid und Aluminiumoxid. Nach der EP-B1 0 199 941 können als weitere, reaktionsfähige Fest­ stoffe auch eine glasartige, amorphe Elektrofilterasche mit 45-60 Gew.% SiO₂, 25-35 Gew.% Al₂O₃ neben Eisenoxid sowie ge­ mahlener kalzinierter Bauxit verwendet werden, wobei die Elektrofilterasche aus Hochtemperatur-Steinkohlenkraftwerken stammt. Auch Elektrofilterasche aus modernen Braunkohlekraft­ werken (DE-OS 39 30 502) ist als reaktionsfähiger Feststoff nach dieser Schrift brauchbar sowie Metakaolin nach der FR-PS 2 512 805 und FR-PS 2 512 806, wobei dem Metakaolin ggf. Portlandzement hinzugesetzt werden soll. Bekannt ist auch die Herstellung von Isolierwerkstoffen auf Basis Perlite und ei­ nem Alkalisilikat als Bindemittelgerüst, welches Schaum/Bläh­ poren im Bindemittelgerüst enthält. Die DE-OS 28 47 807 be­ schreibt ein Verfahren zur Herstellung leichter, feuerfester, isolierender Materialien in Plattenform durch Verwendung ei­ nes Phosphatbinders, vorzugsweise Monoaluminiumphosphat. Aus der DE-OS 33 03 204 ist die Herstellung feuerfester und strahlenabweisender Leichtbaustoffe auf Basis Perlite, Kao­ lin, Wasserglas als Gerüstbildner und einem Treibmittel be­ kannt. All diesen Systemen liegen als anorganische Gerüst­ bildner Alkalisilikate oder Phosphatbinder zugrunde. Durch Zusatz von entweder Treibmittel und/oder mikroporösen Füll­ stoffen lassen sich dann Formteile mit einer gewünscht nied­ rigen Dichte herstellen. Aufgrund des dreidimensionalen Auf­ baus einer noch Wasser enthaltenden glasähnlichen starren Bindematrix unterliegen diese Systeme insbesondere bei ein­ seitiger Temperaturbelastung jedoch hohen mechanischen Bean­ spruchungen, was letztendlich zu einer extrem hohen Rißanfäl­ ligkeit der so hergestellten Formkörper führt. Die zusammen­ hängende Gerüststruktur verschlechtert außerdem die Wärme­ dämmeigenschaft des Isolierwerkstoffes aufgrund der Wärme­ übertragung über die sehr kompakte, glasartige Gerüststruk­ tur. Darüber hinaus wird die Temperaturbeständigkeit aufgrund des glasartigen Aufbaus der Matrix und insbesondere durch die den Erweichungsintervall in den Bereich niedriger Temperatu­ ren verschiebender Kationen (vorzugsweise einwertige) ernied­ rigt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Ver­ fahren zur Herstellung leichter, anorganischer Formkörper als Isolierwerkstoff dahingehend zu verbessern, daß Risse nicht mehr auftreten und daß sich dieser Werkstoff dann durch hohe Temperaturwechselbeständigkeit, geringe Wärmeleitfähigkeit und guten mechanischen Eigenschaften auszeichnet. Außerdem soll eine für die Herstellung derartiger Isolierwerkstoffe geeignete Anlage geschaffen werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Gemisch aus leichten, anorganischen Füllstoffen (geblähter Rhyolith) und anorganischen, mit dem Bindemittel reagieren­ den, reaktiven Feststoffen hergestellt und dieses dann mit einem auf die Feststoffe abgestimmt verdünnten Bindemittel besprüht wird und daß aus diesem Gemisch dann Formkörper her­ gestellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß eine durchgehende Polymerisation bzw. die Ausbildung einer zusammenhängenden Bindematrix gezielt unterbunden wird. Hierdurch ist erstmals die Herstellung leichter Isolierwerk­ stoffe mit hoher Temperaturwechselbelastung sowie hoher Tem­ peraturbeständigkeit (Beständigkeit 900°C) möglich. Durch die gezielte Erzeugung einer nicht zusammenhängenden Bindema­ trix wird darüber hinaus die Erhaltung der Perlitkörner und der sonstigen leichten, anorganischen Füllstoffe sicherge­ stellt, weil sich dieses Material nicht in die entsprechend aufgebauten Füllstoffe integrieren kann, sonder vielmehr durch die Feststoffe fixiert nur an einzelnen Punkten auf den Umfang bzw. Grenzschicht ausbilden kann, um eine entsprechen­ de Bindung zu sichern. Die so hergestellten Formkörper zeich­ nen sich wie erwähnt dadurch aus, daß das Bindemittel keine kompakten und großräumigen Gerüststrukturen ausbildet.
Durch Addition vereinzelter feinst verteilter anorgani­ scher Feststoffe sowie durch ein auf die Feststoffe abge­ stimmtes Verdünnen des Bindemittels ist der gezielt nicht durchgehende Aufbau der Bindemittelmatrix sichergestellt, wobei das anorganische Bindemittel auf Basis Alkalimetasili­ kat, Alkalisilikat, Kieselsol, Kieselgel, Monoalumilium­ phosphat, Silikophosphat mit Wasser verdünnt und dann auf das Gemisch, vorzugsweise im Gegenstromverfahren feinst dosiert aufgesprüht wird. Da so die Bildung glasartiger bis polymor­ pher kompakter Strukturen unterbunden ist, bleibt die Struk­ tur der leichten Füllstoffe vorteilhaft erhalten. Eine Binde­ matrix ergibt sich praktisch gar nicht. Durch die fein do­ sierte Zugabe dieses stark verdünnten anorganischen Bindemit­ tels ist eine gleichmäßige Verbindung mit den Feststoffen und den Füllstoffen gewährleistet, so daß sich das gleichmäßig erfolgte Gemisch sicher erzeugen läßt.
Gemäß der weiter vorn offenbarten Erfindung werden vor allen Dingen Perlite als leichte, anorganische Füllstoffe eingesetzt. Dabei ist es gemäß einer Weiterbildung der Erfin­ dung möglich als leichte, anorganische Füllstoffe neben oder statt Perlite Mg-Al-Silikate der Montmorillonit-Saporit-Grup­ pe mit den Feststoffen gemischt einzusetzen.
Die leichten, anorganischen Füllstoffe können weiter im Gemisch mit mikroporösen Füllstoffen in Form von Mikrohohl­ kugeln, pyrogener bzw. hochdisperser Kieselsäure u.ä. einge­ setzt werden. Auf diese Weise kann sowohl die Dichte wie auch die Festigkeit des aus diesem Isolierwerkstoff hergestellten Formkörpers beeinflußt werden.
Als anorganische Feststoffe können mit den Bindemittel reagierende Systeme auf Basis amorpher bis teilkristalliner Feststoffe wie Kalziumaluminat, Kaolinit, Halloysit, kalzi­ nierten Kaolinen bzw. Metakaolinen und andere zum Teil amor­ phe Substanzen des Systems SiO₂/Al₂O₃ gemischt eingesetzt wer­ den. Die Reaktion dieser Feststoffe mit dem flüssigen Binde­ mittel erfolgt nur an örtlich begrenzten Stellen auf der Oberfläche des Perlitkorns bzw. des ansonsten eingesetzten mikroporösen Füllstoffes. Hierdurch wird das Bindemittel ge­ zielt gebunden, es findet nur eine punktuelle "Verklebung" des geblähten Materials statt. Die Bildung einer Gerüststruk­ tur unterbleibt gezielt und damit werden die günstigen, wei­ ter vorne erwähnten Werte erreicht. Bedingt durch diesen Ef­ fekt lassen sich erstmals Isolierkörper mit extrem hoher Tem­ peraturwechselbelastung herstellen, da die unterschiedliche Wärmedehnung der mikroporösen Füllstoffe und der Bindematrix vernachlässigt werden kann. Außerdem führt der Zusatz mikro­ kristalliner Füllstoffe zu einer gleichmäßigen Umhüllung des Perlitkorns und damit zu einer höheren Temperaturbeständig­ keit, wobei diese Füllstoffe nicht zur Bildung der Bindema­ trix beitragen. Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Er­ findung ist vorgesehen, daß ein Gemisch aus
20-70 Gew.% mikroporösen Füllstoffen,
15-40 Gew.% Bindemittel,
15-40 Gew.% Wasser,
0-20 Gew.% reaktiven Feststoffen
hergestellt und intensiv vermengt und nach eingetretener Re­ aktion als erdfeuchte Masse weiterverarbeitet wird. Ein sol­ ches Gemisch zeichnet sich wie schon mehrfach erwähnt durch das stark verdünnte Bindemittel aus, wobei dieses Bindemittel gemäß der Erfindung ja vorab mit Wasser verdünnt und dann erst den mikroporösen Füllstoffen und den reaktiven Feststof­ fen zugeführt wird. Gemäß vorliegendem erfindungsgemäßen Vor­ schlag sind die Komponentenanteil ein gewissen Grenzen varia­ bel, wobei damit die Möglichkeit gegeben ist, sich einmal unterschiedlichen Ausgangsprodukten anzugleichen und anderer­ seits die vorgegebenen Zielwerte sicher zu erreichen.
Die so hergestellte erdfeuchte Masse kann in einer Form durch Verpressen entsprechend weiterverarbeitet werden. Gemäß der Erfindung ist es aber auch möglich, die erdfeuchte Form­ masse aus Füllstoffen, Bindemittel, Wasser und reaktiven Feststoffen in eine verlorene Form zu füllen, vorzugsweise über variabel einstellbare Druckluft und anschließend auszu­ härten. Dabei ist auch mit der verlorenen Form theoretisch durch Verpressen eine Volumenverkleinerung möglich, doch reicht es in der Regel, wenn durch entsprechende Druckluft die erdfeuchte Formmasse in einen Ringspalt zwischen zwei Wandungen eingefüllt und anschließend ausgehärtet wird, um so entsprechende Elemente für die verschiedensten Einsatzzwecke herzustellen. Durch Variation des Druckes lassen sich somit exakte Dichten in Isolierkörpern einstellen. Soll aus irgend­ welchen speziellen Gründen das Aushärten beschleunigt werden, so ist dies möglich, indem mit oder nach dem Einbringen der erdfeuchten Formmasse in die verlorene Form oder Ummantelung Energie, vorzugsweise chemisch über CO₂ zugeführt wird. Damit kann das Aushärten gezielt beschleunigt werden.
Auf die beschriebene Art und Weise können unterschiedli­ che Formkörper hergestellt werden, insbesondere auch für ver­ schiedene Einsatzzwecke, was insbesondere dann der Fall ist, wenn ergänzend oder statt der Form als verlorene Schalung eine Ummantelung auf Basis Metall (Schornsteinelemente), Glasgewebe, Glasseidengewebe, Vliese und organische Folien Verwendung finden. Mit einer derartigen Ausführung können Formkörper geschaffen werden, die beispielsweise zur Isolie­ rung von Elektroöfen und ähnlichem eingesetzt werden können, wobei die Herstellung durch die verlorene Form besonders zweckmäßig ist und wobei die verlorene Schalung gleichzeitig die Montagemöglichkeiten verbessert bzw. die Standfestigkeit derartiger Formkörper erhöht.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß ein Formkörper aus einem derartigen Isolierwerkstoff gekennzeichnet ist, durch 20-70 Gew.% mikroporöser Füllstoffe, 15-40 Gew.% Binde­ mittel, 15-40 Gew.% Wasser und 0-20 Gew.% reaktiver Fest­ stoffe. Ein derartiger Formkörper zeichnet sich durch hohe Festigkeit und gleichzeitig gute Isoliereigenschaften aus. Das Bindemittel kann in einem solchen Formkörper keine kom­ pakten und großräumigen Gerüststrukturen ausbilden, was gleichzeitig die Biegefestigkeit derartiger Körper deutlich erhöht.
Zur Durchführung des Verfahrens dient eine Anlage, bei der der Mischer als Gegenstrommischer ausgebildet ist, an dessen Decke eine sehr feine Benetzung der Füllstoffe und Feststoffe ermöglichende Düsen angeordnet sind und bei dem dem Tank für das flüssige Bindemittel ein Zwischenbehälter mit Mischaggregat und Wasserzulauf nachgeordnet ist. Damit ist die Möglichkeit gegeben, Füllstoffe und Feststoffe inten­ siv miteinander zu mischen, um nach quasi Fertigstellung die­ ser Mischung über die Düsen das stark verdünnte Bindemittel gezielt aufzusprühen und zwar so fein verteilt, daß auch eine Benetzung der einzelnen Füllstoffe und Feststoffe sicher mög­ lich ist und damit auch eine Reaktion der Feststoffe mit dem Bindemittel. Das Bindemittel selbst wird gezielt vorher in einem Zwischenbehälter mit Wasser soweit gemischt, wie es aufgrund der zum Einsatz kommenden Feststoffe und der Verwen­ dungsbedingungen erforderlich ist. Eine gezielte Herstellung von Isolierwerkstoffen mit optimalen Eigenschaften kann so gewährleistet werden. Dann, wenn statt der feststehenden Preßformen verlorene Formen zum Einsatz kommen sollen, ist es von Vorteil, wenn dem Gegenstrommischer ausgangsseitig ein Drucklufterzeuger zugeordnet ist, der der Masseförderleitung für die erdfeuchte Masse zuschaltbar und mit verlorenen Scha­ lungen kombinierbar bzw. in diese fördernd ausgebildet ist. Damit kann nicht nur das Einbringen der erdfeuchten Masse in die verlorene Form verbessert und beschleunigt werden, son­ dern durch Variation des Druckes lassen sich exakte Dichten in den Isolierkörpern einstellen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht erstmals die Herstellung besonders leichter, anorganischer Isolierstoffe mit hoher Festigkeit und gleichzeitig guten Isoliereigen­ schaften. Durch Addition geeigneter feinst verteilter anorga­ nischer Füllstoffe sowie durch ein auf die Feststoffe abge­ stimmtes Verdünnen des Bindemittels auf Basis Alkalimetasili­ kat u.ä. anorganischer Bindemittel lassen sich Formkörper herstellen, in denen das Bindemittel keine kompakten und großräumigen Großgerüststrukturen ausbilden kann. Da die Bil­ dung von glasartigen bis polymorphen kompakten Strukturen unterbunden ist, die für derartige anorganische Isolierwerk­ stoffe nachteilig sind, bleibt die Struktur der leichten Füllstoffe weitgehend erhalten. Die mikroporöse Struktur des verdichtetenden Porphyrglases beispielsweise bleibt weitge­ hend erhalten. Die Ausbildung einer Bindematrix kann nicht mehr festgestellt werden. Dennoch weisen diese Körper eine extrem hohe Biegefestigkeit auf. Bedingt durch die punktuelle Verklebung lassen sich Isolierkörper mit extrem hoher Tempe­ raturwechselbelastung herstellen, da die unterschiedliche Wärmedehnung der mikroporösen Füllstoffe und der Bindematrix sich praktisch nicht auswirken kann.
Weitere Einzelheiten und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Anlage ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen ein bevor­ zugtes Ausführungsbeispiel mit den dazu notwendigen Einzel­ heiten und Einzelteilen dargestellt ist sowie Vergrößerungen von Schnitten durch Isolierwerkstoffe erfindungsgemäßer und bereits bekannter Art.
Es zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer er­ findungsgemäßen Anlage mit abschließender Presse,
Fig. 2 eine Variante der Anlage gemäß Fig. 1 mit Her­ stellung von Formkörpern in verlorenen Formen,
Fig. 3 einen Formkörper aus dem erfindungsgemäßen Isolierwerkstoff im Schnitt,
Fig. 4 eine Vergrößerung eines Teilbereiches des Formkörpers nach Fig. 3 mit bereits erkennba­ ren Perlitkörnern,
Fig. 5 eine weitere Vergrößerung der Darstellung ge­ mäß Fig. 4 mit einer Grenzflächendarstellung zwischen Perlitkörnern,
Fig. 6 einen Schnitt durch einen Formkörper, der aus einem Isolierwerkstoff herkömmlicher Art be­ steht,
Fig. 7 eine entsprechende Vergrößerung mit gut er­ kennbaren Mikrohohlkugeln,
Fig. 8 eine weitere Vergrößerung des Schnittes nach Fig. 7,
Fig. 9 und Fig. 10 einen Vergleich der Auswertungskurven von Iso­ lierwerkstoffen neuer und alter Herstellungs­ art.
Fig. 1 zeigt eine Herstellungsanlage im Thema, wobei diese allgemein mit 1 bezeichnet ist. In mehreren Vorratsbe­ hältern 2, 3, 4 werden die anorganischen Füllstoffe 9, mikro­ porösen Füllstoffe 10 und die Feststoffe 11 vorgehalten. Die­ ses Material wird über eine Druckluftleitung in einen Mischer 14 gefördert, um hier mit dem Bindemittel vermischt zu wer­ den.
Das Bindemittel wird im Tank 5 bzw. im Bindemitteltank 6 vorgehalten und einem Zwischenbehälter 12 zugeführt, dem gleichzeitig aus dem Wassertank 7 auch Wasser zugeführt wird. Der Wasserzulauf 19 kann so gesteuert werden, daß jeweils eine gleichbleibend verdünnte Bindemittelflüssigkeit aus dem Zwischenbehälter 12 abgeführt wird, wobei der Zwischenbehäl­ ter 12 über ein Mischaggregat 13 verfügt, das für die gleich­ bleibende Qualität des Bindemittels sorgt.
Der Mischer 14 ist als Gegenstrommische 15 ausgebildet, wobei am Austragsende des Gegenstrommischers in bzw. an der Decke 16 eine Vielzahl von Düsen 17, 18 vorgesehen ist, über die das stark verdünnte Bindemittel gleichmäßig auf das Ge­ misch von Füllstoffen und Feststoffen 9, 10, 11 aufgesprüht wird. Über die Pumpe 20 ist eine entsprechend gezielte Dosie­ rung sichergestellt.
Die erdfeuchte Masse wird dann über die Masseförderlei­ tung 24 der Form 21 zugeführt, um hier verpreßt und dann als fertiger Formkörper 26 abgelegt zu werden.
Nach Fig. 2 ist statt der Form 21 eine verlorene Scha­ lung 22 vorgesehen, in die erdfeuchte Masse 25 eingefüllt wird. Nach Aushärten dieser erdfeuchten Masse 25 in der ver­ lorenen Schalung 22 wird dann der Formkörper 26 ebenfalls abgelegt und weiterverwendet. Für eine gleichmäßige und aus­ reichend dichte Verfüllung sorgt der Drucklufterzeuger 23, der der Masseförderleitung 24 zugeschaltet werden kann.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen einen Isolierwerkstoff, be­ stehend aus:
7,30 Gewichtsteilen eines kalzinierten Kaolins mit Ge­ halten an amorphen Siliciumoxid und Alumini­ umoxid,
39,10 Gewichtsteilen einer Kieselsol-Lösung bestehend aus
40 Gewichtsteilen Wasser und
60 Gewichtsteilen eines Kieselsols mit 40 Gew.% Feststoffanteilen
53,60 Gewichtsteilen geblähte Perlite mit einer Kornverteilung von 0-1 mm.
Dieser Isolierwerkstoff bzw. dieses Gemisch ist im Gegen­ strommischer 15 nach dem weiter vorn beschriebenen Verfahren vorgelegt worden. Aus der so erhaltenen erdfeuchten Masse lassen sich durch entsprechendes Verdichten Formkörper der Dichte 80-800 kg/m³ herstellen. Durch Einbringen der Masse in eine entsprechende verlorene Schalung 22 lassen sich Dich­ ten von 100-250 kg/m³ erzielen.
Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen den Isolierwerkstoff nach dem Aushärten in unterschiedlicher Vergrößerung. Deutlich wird insbesondere bei Fig. 4 und Fig. 5 die fast unbeeinflußte Form der Perlite 28, 29, die auf der Grenzfläche 31 nur punk­ tuell über das Bindemittel 32 verbunden sind und so einen vorteilhaft gleichmäßigen Isolierwerkstoff 30 ergeben. Ins­ besondere Fig. 5 zeigt, daß die Grenzfläche 31 nur an einzel­ nen wenigen Punkten das Bindemittel 32 mit dem entsprechend reagierten Feststoff 11 aufweist. Diese punktuellen Verbin­ dungen sind auch als punktuelle Verklebung des geblähten Ma­ terials bezeichnet worden.
Die Fig. 6, 7, 8 zeigen einen Isolierwerkstoff 30 be­ kannter Herstellungsart, wobei hier zusätzlich Mikrohohlku­ geln 33 miteingesetzt sind. Diese Mikrohohlkugeln 33 sind, wie insbesondere Fig. 8 verdeutlicht, eng von dem Bindemittel umgeben, so daß sich ungünstige Biegefestigkeiten und auch sonstige Werte ergeben. Deutlich sind Gemenge aus Wasser­ glas/Ton sowie die Umhüllung der Hohlkugel mit dem Bindemit­ tel erkennbar. Die verwendeten Perlite 28, 29 sind weitestge­ hend durch das Bindemittel 32 zerstört bzw. von diesem durch­ setzt.
Die Fig. 9 und 10 zeigen das Porenvolumen des Isolier­ werkstoffs ohne zusammenhängende Bindematrix und mit zusam­ menhängender Bindematrix, wobei die Kurven verdeutlichen, daß das erfindungsgemäße Formteil ein wesentlich größeres Poren­ volumen als die bekannten Formteile aufweist. Daraus läßt sich zum einen eine bessere Wärmeisolation und zum anderen eine bessere Temperaturwechselbeständigkeit ableiten.
Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden, werden allein und in Kombination als erfin­ dungswesentlich angesehen.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von leichten, anorga­ nischen Isolierwerkstoffen durch Mischen von amorphen Fest­ stoffen, Füllstoffen auf Basis Perlite und einem Bindemittel, Verdichten des Gemisches und Weiterverarbeiten desselben, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus leichten anorganischen Füllstoffen (ge­ blähter Rhyolith) und anorganischen, mit dem Bindemittel rea­ gierenden, reaktiven Feststoffen hergestellt und dieses dann mit einem auf die Feststoffe abgestimmt verdünnten Bindemit­ tel besprüht wird und daß aus diesem Gemisch dann Formkörper hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das anorganische Bindemittel auf Basis Alkalimetasilikat, Alkalisilikat, Kieselsol, Kieselgel, Monoalumiliumphosphat, Silikophosphat mit Wasser verdünnt und dann auf das Gemisch, vorzugsweise im Gegenstromverfahren feinst dosiert aufge­ sprüht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als leichte, anorganische Füllstoffe neben oder statt Perlite oder Mg-Al-Silikate der Montmorillonit-Saporit-Gruppe mit den Feststoffen gemischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß leichte, anorganische Feststoffe im Gemisch mit mikropo­ rösen Füllstoffen in Form von Mikrohohlkugeln, pyrogener bzw. hochdisperser Kieselsäure eingesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe mit anorganischen, mit den Bindemitteln reagierenden Systemen auf Basis amorpher bis teilkristalliner Feststoffe wie Kalziumaluminat, Kaolinit, Halloysit, kalzi­ nierten Kaolinen bzw. Metakaolinen und andere zum Teil amor­ phe Substanzen des Systems SiO₂/Al₂O₃ gemischt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus
20-70 Gew.% mikroporösen Füllstoffen,
15-40 Gew.% Bindemittel,
15-40 Gew.% Wasser,
0-20 Gew.% reaktiven Feststoffen
hergestellt und intensiv vermengt und nach eingetretener Re­ aktion als erdfeuchte Masse weiterverarbeitet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die erdfeuchte Formmasse aus Füllstoffen, Bindemittel, Wasser und reaktiven Feststoffen in eine verlorene Form ge­ füllt, vorzugsweise über variabel einstellbare Druckluft und anschließend ausgehärtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mit oder nach dem Einbringen der erdfeuchten Formmasse in die verlorene Form oder Ummantelung Energie, vorzugsweise chemisch über CO₂ zugeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ergänzend oder statt der Form als verlorene Schalung eine Ummantelung auf Basis Metall (Schornsteinelemente), Glasgewe­ be, Glasseidengewebe, Vliese und organische Folien verwendet wird.
10. Isolierwerkstoff der aus einem leichten, anor­ ganischen Füllstoff und einem Bindemittel zusammengemischt und im erdfeuchten Zustand geformt ist, gekennzeichnet durch 20-70 Gew.% mikroporöser Füllstoffe, 15-40 Gew.% Binde­ mittel, 15-40 Gew.% Wasser und 0-20 Gew.% reaktiver Fest­ stoffe.
11. Anlage zur Herstellung aus mehreren Komponenten und einem flüssigen Bindemittel bestehenden Isolierwerkstof­ fes, die über Vorratsbehälter (2, 3) für die festen Komponen­ ten, Tanks (6) für das Bindemittel, einen Mischer (14) und eine Form (21) für das erdfeuchte Gemisch (25) verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischer (14) als Gegenstrommischer (15) ausgebildet ist, an dessen Decke (16) eine sehr feine Benetzung der Füll­ stoffe (9, 10) und Feststoffe (11) ermöglichende Düsen (17, 18) angeordnet sind und daß dem Tank (6) für das flüssige Bindemittel (32) ein Zwischenbehälter (12) mit Mischaggregat (13) und Wasserzulauf (19) nachgeordnet ist.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gegenstrommischer (15) ausgangsseitig ein Druckluft­ erzeuger (23) zugeordnet ist, der der Masseförderleitung (24) für die erdfeuchte Masse (25) zuschaltbar und mit verlorenen Schalungen (22) kombinierbar bzw. in diese fördernd ausgebil­ det ist.
DE4439428A 1994-11-04 1994-11-04 Verfahren zur Herstellung von leichten, anorganischen Isolierwerkstoffen und Isolierwerkstoff Withdrawn DE4439428A1 (de)

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